智能建筑中电力监控系统应用分析

摘  要：电力监控系统是电力系统平稳安全运行的重要保障，已成为供配电系统中不可或缺的部分。电力是建筑系统的重要输血系统，智能建筑也不例外，加强智能建筑中电力监控系统的应用，对保障智能建筑的运行安全、高效、舒适、可靠至关重要，文章将简要分析，为智能建筑中电力监控系统的合理运用提供一些参考和启示。

关键词：电力系统;电力监控系统;智能建筑;特点;应用

中图分类号：TM764   文献标识码：A    文章编号：1671-2064（2020）03-0000-00

随着科技和信息技术的不断进步，智能建筑的建设越来越多，功能也越加完善，一个高效的电力监测系统，能极大的提高智能建筑的运行效率，实现信息化管理，降低成本，提高供电可靠性、安全性，提高电力服务质量，值得积极研究应用。

1智能建筑的特点

智能建筑（Intelligent Building）是时代的产物，是随着高科技和信息化技术的进步运用而产生的，是现代建筑技术、通信技术、现代控制技术等多学科技术与高新技术的集成，我国智能建筑专业委员会将智能建筑定义为：利用系统集成方法，将智能型计算机、通信技术、信息技术与建筑艺术有机结合，通过对设备的自动监控，对信息资源的管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合，所获得的投资合理、适合信息社会需要并且具备安全、高效、舒适、便利和灵活等特点的建筑物。[1]智能建筑主要由楼宇自动化系统（Building Automation System，BAS）、办公自动化系统 （OAS）、通信自动化系统 （CAS） 三大部分组成，所以不少学者也把智能建筑称为3A建筑，楼宇自动化系统是智能建筑的核心系统，通过综合网络自动化控制中心，实现对建筑内各部分各种设备的综合控制，包括照明设备、空调、电梯、消防等，良好的楼宇自动化系统能为智能建筑创造一个舒适、节能、便捷的环境。

智能建筑是各学科的集成，具有自己的特点：智能建筑是以计算机技术为主要依托的，计算机是整个智能建筑的有机组成部分，智能建筑内各种设备的控制和管理都需要依靠计算机来进行，这也表示，智能建筑除可以为客户提供广泛的业务;智能建筑离不开通讯技术，通讯技术的水平越高，智能建筑的通讯水平也就越高，传递、共享的信息就越海量、迅速、及时，所以智能建筑需为不同的客户配置不同的可靠的通讯系统，便于顾客通过不同的网络渠道实现其服务;智能建筑通过智能化集成体现智能建筑的有关功能，BAS、OAS、CAS三大系統最后会集成一个完整协调的整体，实现信息的交换、传输、控制、管理和相关功能的实现，十分方便。

2电力监控系统概述

电力监控系统就是电力系统的自动化，它的发展是伴随着工业自动化的发展而发展的，先是局部自动化，后来发展为综合自动化，并随着电力的改革不断发展。

2.1电力监控系统的基本类型及基本子系统

根据电力监控系统的覆盖区和规模，电力监控系统有很多类型，我国目前最大的电力监控系统是国家电网，设备先进、系统庞大，实用高效，运行稳定、安全，拥有绝对的市场占有率。[2]

电力监控系统的组成较为复杂，绝大多数的电力监控系统主要由3个子系统构成：控制现场子系统、信息处理与控制子系统、人机交互子系统。控制现场子系统主要由远程1/0 单元、PLC、保护单元、变送器、传感器、执行装置等构成，信息处理子系统主要负责信息的采集、信号处理和反馈;人际交互子系统主要通过模拟屏、显示器、打印机、警报系统等为系统的管理人员提供完整的系统运行状态信息。[3]

2.2分布式监控系统的结构分类

电力监控系统中，分布式监控系统是比较常见的监控系统，根据系统结构类型、实际应用中的系统功能可分为不同的类型，通常，多按实际应用中的系统结构类型，分为工业级微机+通信系统+操作管理机、单回路控制器+通信系统+工业级微机、PLC+通信系统+工业级微机、工业级微机+通信系统+工业级微机、智能前端+通信系统+工业级微机等几种。

2.3分布式控制系统的通信网路形式

分布式控制系统通常采用2种基本网络形式：（1）主——从形式。主机通常是智能设备，绝大部分人习惯称之为主站、中心工作站，主站承担着与它连接的网络设备之间的通信控制，从机就是智能变送器、可编程的控制器、各种单元插板和单回路调节器等。这个形式中，主机可以独立访问从机，控制所有从机，但从机之间不能直接通信，系统对主站的依赖程度非常高，采用辅助网络便于主站发生故障时使用十分重要。（2）同等——同等形式。系统采用不同的主站控制网络，每个设备都能独立的使用和控制网络，相互之间能互相通信，某个设备发生故障的时候，不影响其他设备的使用。两种形式各有优缺点，现实中，智能设备使用的电力监控系统，多是两者的结合，利用两者的优势，提高监控质量和效率。

2.4监控级别设备

具体运行过程中，自动化监控的一大重要功能是实现人机交互，人机交互采用2台工业控制计算机控制，其中1台作为备份。工业计算机系统主要包含了传感器、信号传输、处理、接口、处理器等部分，实现数据的自动采集、自动检测与控制，相比于商用PC，工业计算机扩充性能较好、对恶劣环境具有较高适应性，电压适用范围宽、信息处理迅速准确、可实现无人值班的自动操作，计算量容量大，所以是市场的主要设备，并且发展十分迅速，功能不断扩展和完善。

2.5现场级和控制级设备

分布式控制系统，运用了可编程的控制器，采用了模块化中型 PLC 系统，快速、通用、数据计算处理能力优越，操作简便，能快速的完成完整的指令集，适应多接口（MPI）和连网，还能实现综合诊断、口令保护等，功能十分强大。系统组成的模块有以下几个部分：电源模块、中央处理器、交流电源、信号模块（主要实现数字量输入输出（DI/DO）和模拟量输入输出（AI/A0）功能）、通讯处理器（主要用于连接通讯网络）、功能模块（主要用于高速计算和定位）、智能仪表（集遥控、遥测、监控于一体，具有自动监控和保护功能），通讯介质（双绞线和光纤）等，具体模式图如图1。

3智慧建筑中电力监控系统的应用及作用

电力监控系统在智能建筑中的应用十分普遍，太阳能、地源热泵型空洞、水环热泵空调等技术配电室配电、照明、通信、预警等各方面都有所涉及。下面列举几个方面进行说明：

3.1在配电中的运用

智能建筑中，绝大多数系统都离不开配电系统的支持，如果利用电力监控系统进行合理配电，系统能对各种模拟量、电度量、开关量、保护信息等实时数据进行采集和预处理，并以一定格式存入实时库，定时更新，传感器接收到的信息经过处理后会发送到总控单元和执行机构，帮助监控系统读取电表、进行计算、根据所获信息进行配电，防止跳闸事故发生，或者通过电力安全监测，如果居民用电超过负荷，系统会自动切断电源，开启保护，提高配电的安全性和可靠性。

3.2在楼宇控制中的作用

智能建筑中，电力监控系统和其他系统是有一定相连的，楼宇自动化系统是智能建筑的核心，這个核心系统包含了多个子系统，比如照明、通风、给排水、消防、安防等，电力监控系统与这些自动化系统紧密相连，能保障各子系统的正常运行，比如，通过电力监控系统控制建筑的开关，根据需求灵活调整照明，节能降耗，利用电力监控系统和智能传感器对整个消防系统的运行状态进行监控，一旦异常，可启动警报，保障居民安全。比如，电力监控系统和太阳能集热系统相连，太阳能电池板的集热，通过一定渠道传入进入自动显示系统，完成发电系统的能量转换，将电输送至各个家庭，自动显示系统和电力监控系统连接，监控系统就可对输送的电流、电压、电量、输入门户等进行监控并调节，提高配电效率，节约资源。

3.3在通信中的运用

智能建筑中，通信是不可或缺的，是保障数据传输的关键，利用电力监控系统加强对通信系统的监测，加上智能化网络，结合通信卫星技术，能使智能建筑内数据的传输更加流畅、便利，提高通信服务质量。

4智能建筑的发展前景

我国的智能建筑研究从20世纪90年代开始，1990年，北京发展大厦是我国的第一座智能建筑，然后，上海经贸大厦、深圳地王大厦、广州中信大厦等一批智能化程度较高的大厦相继建成，智能建筑在我国发展十分迅速。《2013-2017年中国智能建筑行业发展前景与投资战略规划分析报告》中显示，我国的智能建筑行业从2005年之后，一直保持20%的增长速度，虽然远低于美国、日本，但表现出了极高的增长率和广阔的市场前景，曾有国外权威机构预测，21世纪，全球超过四成的智能建筑都将在我国，数量可能是全球之冠，速度无人能及。[4]

我国的智能建筑虽然在建筑定位、专业性服务、管理、原理念研究、信息控制技术应变能力调整、智能建筑的规划设计人才培养、系统化集成产品研发等方面存在很多缺陷，基础相对薄弱，相比于西方发达国家起步较晚，但是，我国的智能建筑发展十分迅速，具有广阔的市场前景，随着近年科学技术的飞速发展和人们需求的增多，我国的智能建筑正向着更高水平方向发展，多媒体通信的运用将更加广泛，智能建筑的应用范围、服务内容将更多拓展，智能建筑的安全监管将更全面、严格，智能建筑与家庭智能化联系将更加紧密，民用智能建筑的使用将大幅增多，无线局域网的应用促进智能建筑更加便捷，神经网络技术、虚拟现实技术的应用将更加普遍，人们的生活方式、生活习惯、思考方式将得到较大改变，促进居民生产生活质量的提高。

5结语

近年来，我国智能建筑发展十分迅速，智能建筑中，良好的电力监控系统为建筑各功能的顺利实现提供了良好保障，文章从智能建筑的特点出发，介绍了电力监控系统的基本概况，简要论述了其在智能建筑中的应用，探讨智能建筑的发展前景，希望能给当前的智能建筑研究和电力监控系统在智能建筑中的应用探索提供一些参考和借鉴。

参考文献

[1] 陆伟良.智能化建筑导论[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[2]连文奇.电力监控系统在智能建筑和电气节能中的应用[J].数字社区&智能家居，2008（1）：93-95.

[3]林玺.智能电力监控系统在电气节能中的应用[J].科技传播，2014（13）206+210.

[4]范国强.智能建筑技术的发展与应用[J].智能建筑与智慧城市，2018（3）：46-47.

收稿日期：2020-01-07

作者简介：卢俊森（1974—），男，云南永善人，本科，高级工程师，研究方向：电气自动化、信息化。